脉冲编码调制

调制是根据消息信号的瞬时值改变载波信号的一个或多个参数的过程。

消息信号是用于通信的信号，而载波信号是高频信号，它没有数据，但用于长距离传输。

调制技术有很多种，根据所采用的调制类型进行分类。其中，使用的数字调制技术是脉冲编码调制 (PCM)。

信号经过脉冲编码调制，将其模拟信息转换为二进制序列，即1和0。PCM 的输出将类似于二进制序列。下图显示了给定正弦波瞬时值的 PCM 输出示例。

PCM 不会产生脉冲序列，而是产生一系列数字或位，因此此过程称为数字。这些数字中的每一个，虽然是二进制代码，但都表示该时刻信号样本的近似幅度。

在脉冲编码调制中，消息信号由一系列编码脉冲表示。该消息信号是通过在时间和幅度上以离散形式表示信号来实现的。

PCM 的基本元素

脉冲编码调制器电路的发射机部分包括采样、量化和编码，这些操作在模拟/数字转换器部分执行。采样前的低通滤波器可防止消息信号混叠。

接收器部分的基本操作是受损信号的再生、解码和量化脉冲序列的重建。以下是 PCM 的框图，它代表了发射器和接收器部分的基本元素。

此滤波器消除输入模拟信号中大于消息信号最高频率的高频分量，以避免消息信号混叠。

这是一种有助于收集消息信号瞬时值的样本数据，从而重建原始信号的技术。根据采样定理，采样率必须大于消息信号最高频率分量W的两倍。

量化是减少多余比特并限制数据的过程。采样输出在提供给量化器时，会减少冗余比特并压缩值。

模拟信号的数字化由编码器完成。它用二进制代码指定每个量化级别。此处完成的采样是采样保持过程。这三个部分（LPF、采样器和量化器）将充当模拟到数字转换器。编码可最大限度地减少使用的带宽。

此部分可增加信号强度。信道的输出端也有一个再生中继电路，用于补偿信号损失和重建信号，同时增加信号强度。

解码器电路对脉冲编码波形进行解码，以重现原始信号。该电路充当解调器。

再生电路和解码器完成数模转换后，采用低通滤波器（称为重建滤波器）恢复原始信号。

因此，脉冲编码调制器电路将给定的模拟信号数字化，对其进行编码和采样，然后以模拟形式传输。整个过程以相反的模式重复以获得原始信号。